■初等数学の問題

 簡単な微積分法の問題,たとえば,最小の表面積の下で缶詰の容積を最大にする問題を考えよう.

 円の半径をr,暗闘の高さをhとすると,表面積Sと容積Vはそれぞれ

  S=2πr^2+2πrh

  V=πr^2h

 hはrの関数であるから,消去すると

  S=2πr^2+2V/r

を最小にすればよい.

  S’=4πr−2V/r^2=0

  V=2πr^3=πr^2h

  h=2r

つまり,缶の高さが底面の円の直径2rに等しいとき,表面積は最小となる.

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 ところで,相加平均・相乗平均の不等式

  (a+b)/2≧√ab  (等号はa=bのとき)

  S=2πr^2+2V/r

に適用すれば,何がわかるのだろうか?

  2πr^2=2V/rのとき,すなわち,V=πr^3=πr^2h

→h=r(缶の高さが底面の円の半径rに等しいとき,表面積は最大となるという解釈で合っているか?

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